湖南省三湘名校教育联盟、湖湘名校教育联合体2023-2024学年高三上学期10月大联考物理试卷（Word版附答案）

绝密★启用前三湘名校教育联盟湖湘名校教育联合体·2024届高三10月大联考物理本试卷共6页．全卷满分100分，考试时间75分钟．注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效．3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．大型商场为了方便顾客上下楼，安装有台阶的自动扶梯，电梯与水平面成倾角．某顾客背着的商品站在电梯上，电梯使他以的恒定速率上楼，总共上升的高度为．已知该顾客的质量为，取，则该顾客上楼的过程中，下列说法正确的是（）A．上楼时间为B．电梯对他的冲量为0C．电梯对他做功为0D．电梯对他做功的平均功率为2．钓鱼是一项广泛的休闲运动，如图所示，部分为鱼竿，部分为鱼线，某时刻鱼在水中挣扎时对轻质鱼线施加的拉力为，鱼线与水平方向的夹角为，钓鱼者和鱼竿的总质量为，钓鱼者始终未与水平地面出现相对运动．已知取，下列说法正确的是（）A．人对鱼竿的力沿竿向下 B．钓鱼者的鞋底与地面的摩擦因数至少为0.147C．若鱼对鱼线的拉力大小不变，人缓慢将鱼向岸边拉近，且鱼线与水平方向夹角变大，则地面对人的摩擦力变大D．若鱼在某位置挣扎加剧，对鱼线的拉力变大，人用力保持鱼竿和鱼线形状不变，则人对地面的压力变大3．如图甲所示为中国航天科技集团有限公司研制的火箭助推器回收画面．火箭发射后，助推器点火提供向上的推力，到达某一高度后与火箭分离，并立即关闭助推器上的发动机，在接近地面某处重启发动机减速并使助推器的速度在着陆时为零．从火箭发射开始计时，助推器上速度传感器测得助推器竖直方向的速度如图乙所示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）甲乙A．和过程助推器的位移大小相等B．时刻助推器与火箭分离并关闭发动机C．过程中助推器处于超重状态D．若，则可能4．北京时间2023年10月5日上午8时24分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭成功将遥感三十九号卫星送入太空．其中遥感三十九号卫星的工作轨道高度约为，遥感三十九号卫星、地球的同步卫星和月球绕地球飞行的轨道如图所示下列说法正确的是（）A．遥感三十九号卫星的发射速度一定小于B．同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大C．遥感三十九号卫星绕地球运行的周期大于D．所有卫星在运行轨道上完全失重，重力加速度为零5．篮球被抛出后在空中的飞行轨迹为如图所示的一条抛物线．已知篮球出手的位置为，最高点的位置为，刚要人篮筐的位置为位置低于位置，设篮球经过三个位置时的速度大小分别为和，三个位置对应的水平速度分别为和，机械能分别为和．不计篮球所受的空气阻力，下列说法正确的是（） A．三个位置水平速度大小关系为B．三个位置速度大小关系为C．篮球在和位置时的机械能大小关系为D．篮球在位置时的动量方向与水平方向夹角相等6．2023年6月20日，中国“天宫”空间站电推进发动机首次实现在轨“换气”，电推进发动机如图所示，其工作原理为先将氙气等惰性气体转化为带电离子，然后把这些离子加速并喷出，以产生推进力，进而完成航天器的姿态控制、轨道修正、轨道维持等任务．已知每个离子的质量为，电荷量为，电推进发动机功率为，能够产生大小为的推力，忽略惰性气体质量减少对航天器的影响，下列说法正确的是（）A．电推进发动机工作时系统的动量和机械能守恒B．惰性气体离子被加速后的速度为C．电推进发动机给这些离子的加速电压为D．电推进发动机需要每秒喷射的惰性气体离子质量约为二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．7．如图甲所示，5颗完全相同质量为的象棋棋子整齐叠放在水平面上，所有接触面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现对第3颗棋子施加一水平变力随的变化关系如图乙所示，重力加速度为，下列说法正确的是（） 甲乙A．时，第5颗棋子受到水平面的摩擦力向左，大小为B．时，第4、5颗棋子间没有摩擦力C．时，第3颗棋子的加速度大小为D．第以后，第1颗棋子受到的摩擦力大小为8．如图所示，甲图为一颗子弹以水平速度射穿固定的木块，乙图为一颗相同的子弹以射穿静止在光滑水平面上同样的木块，并都沿原来速度方向远离木块．若木块对子弹的阻力大小与子弹的速度有关，则在子弹射穿木块的过程中，下列说法正确的是（）甲乙A．乙图中由于木块对子弹的阻力是变力，子弹与木块系统动量不守恒B．甲图中子弹对木块的冲量大小等于木块对子弹的冲量大小C．两种情况子弹和木块组成的系统机械能不守恒D．两种情况子弹射出木块的速度大小相等9．如图所示，竖直固定圆筒内壁光滑，半径为，顶部有入口，在的正下方处有出口，一可视为质点的质量为的小球从入口沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内，要使球从处飞出，不计出、入口的大小，重力加速度为．在运动过程中，圆筒对小球的弹力大小可能为（） A．B．C．D．10．有一款三轨推拉门，其三扇门板的俯视图如图所示，每扇门的宽度均为，质量均为，边缘凸起部位的宽度均为．门完全关闭时，1号门板的左侧以及3号门板的右侧分别与两侧的门框接触，相邻门板的凸起部位也恰好接触．测试时，将三扇门板均推至最左端，然后用恒力水平向右推3号门板，每次都经过相同的位移后撤去，观察三扇门的运动情况．已知每扇门与轨道间的动摩擦因数均为0.02，门板凸起部位间的碰撞及门板与门框的碰撞均为完全非弹性碰撞（不粘连）．不考虑空气阻力，取．则下列说法正确的是（）A．撤去后，若3号门板恰好能运动到其左侧凸起与2号门板右侧的凸起接触处，则3号门板运动的位移为B．撤去后，若3号门板恰好能运动到其左侧凸起与2号门板右侧的凸起接触处，则恒力C．若要实现三扇门恰好完全关闭，则恒力D．若要实现三扇门恰好完全关闭，则恒力三、非选择题：本题共5小题，共56分．11．（10分）用如图甲、乙所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出小球所受向心力．某次实验图片如图甲所示，请回答相关问题：（1）本实验主要采用了控制变量的探究方法，与下列哪些实验所采用的方法相同___________．A．探究影响通电导线受力的因素B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系C．探究两个互成角度的力的合成规律D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系（2）该同学先用如图甲所示的向心力演示器探究与的关系． ①把两个质量相等的钢球放在位置，到各自塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与___________的关系．A．质量B．角速度C．半径②在两小球质量和转动半径相等时，显示出两个小球所受向心力的标尺上的等分格分别为1格和4格，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为___________．A．B．C．D．（3）为提高实验的精确度，该同学再用如图乙所示接有传感器的向心力实验器来进行实验．①力传感器可直接测量向心力的大小，旋臂另一端的挡光杆经过光电门传感器时，系统将自动记录其挡光时间，用螺旋测微器测量挡光杆的宽度，挡光杆到转轴的距离为，挡光杆经过光电门时的挡光时间为，可求得挡光杆的角速度的表达式为___________．②以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图丙所示直线，若图像的斜率为，砝码到转轴的距离为，则滑块的质量为___________（用题中的和表示）．12．（6分）如图甲所示的实验装置可用来验证机械能守恒定律．质量均匀杆两端固定两个大小相同但质量不等的小球，杆的正中央有一光滑的水平转轴，使得杆能在竖直面内自由转动．点正下方有一光电门，小球球心通过轨迹最低点时，恰好通过光电门，已知当地重力加速度为．（1）小球的直径用螺旋测微器测出，如图乙所示，读数是___________．（2）现将杆拉至水平位置由静止释放，当球第一次通过光电门时，计时器显示的遮光时间为，若质量均匀杆的质量为，已知一端固定，另一端绕固定端转动时杆的动能满足（为转动的角速度、为转动杆的长度），两小球球心间的距离为，则小球经过最低点时杆的动能为___________（用题中所给物理量的字母表示）．（3）若小球的质量为，小球质量为，当满足关系式_____________________（用题中所给物理量的字母表示）时，就验证了系统机械能守恒定律．13．（12分）“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段．如今火罐医疗已风靡全球，也成为国际著名运动员最为青睐的疗伤手段之一，杭州亚运会上伊朗选手背上遍布的拔罐印吸引广大网友注意，网友调侃：“原来是打通了任督二脉！”；在杭州亚运会期间，不仅伊朗队，多国运动员也体验了拔罐疗法这股“神秘的东方力量” ．操作时，医生用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上．某次给运动员拔罐时，假设当时的室温为，大气压强为，罐的容积为，罐口面积为，罐内气体视为理想气体且罐导热性能良好．（1）拔罐过程中，罐内空气被加热到，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响，求当罐内空气变为室温时小罐对皮肤的压力；（2）拔罐完毕取下小罐，求进入罐内的空气与瓶内原有空气的质量之比．14．（14分）如图所示，是由圆周的圆弧光滑槽和水平台面组成的滑块，放置在光滑水平面上，其质量为，台面的长度和高度均为，槽底跟水平面相切．的左端不远处有一圆周的圆弧形光滑槽，其静止在光滑水平面上，的半径为，质量为的槽底也与水平面相切并且正好对准的滑槽．是一个质量为的小球，它从的左端最高处静止释放，重力加速度取，求：（1）小球第一次在光滑水平面上运动时的速度大小；（2）欲使小球能击中的台面，的取值范围（规定小球接触的水平台两端也称为击中，结果保留两位小数）．15．（14分）如图所示，足够长的水平传送带沿逆时针方向匀速转动，长为的光滑水平面与传送带的左端平滑连接．光滑斜面倾角，在水平面的中点放一质量为的物块，在斜面上由静止释放质量为的物块，释放的位置距点距离为，物块下滑到水平面上与物块发生弹性碰撞，不计物块经过点损失的机械能，两物块与传送带间的动摩擦因数均为，物块均可看作质点，重力加速度取，求： （1）物块与碰撞前一瞬间速度大小；（2）若与第二次碰撞的位置仍在点，则传送带的转动速度大小应满足什么条件；（3）在（2）的条件下，又会发生多次弹性碰撞，若碰撞时间不计，则从静止释放起经多长时间发生第16次碰撞．三湘名校教育联盟湖湘名校教育联合体·2024届高三10月大联考·物理参考答案、提示及评分细则1．D匀速上楼，位移，A错误；电梯对顾客的冲量，B错误；电梯对顾客做功，功率，选项C错误，D正确．2．D鱼线对鱼竿有沿线的拉力和鱼竿受竖直向下的重力，则人对鱼竿的力与这两个力的合力平衡，即人对鱼竿的力斜向右上方，A错误；对鱼竿和人整体，人对地面的摩擦力大小为，钓鱼者的脚与地面的摩擦因数至少为，B错误；地面对人的摩擦力变大，则变小，C错误；人对地面的压力变大，则变大，D正确．3．C因为落回到了出发点，上升的高度和下降的高度相等，故A错误；时刻助推器与火箭分离并关闭发动机，助推器向上做减速运动，选项B错误；的过程中助推器向下减速，加速度向上，处于超重状态，选项C正确；因时刻助推器到达最高点，则由面积关系可知轴以上图像的面积等于轴以下图像的面积，若从时间内做匀加速直线运动，则，因，则，D错误．4．B第一宇宙速度是，卫星的最小发射速度，A错误；卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有，故，同步卫星离地球较近，同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大，B正确；又，故，遥感三十九号 卫星比同步卫星离地球近，绕地球运行的周期比同步卫星的周期小，C错误；所有卫星做匀速圆周运动，在运行轨道上完全失重，但重力加速度不为零，D错误．5．A根据题意可知，篮球在空中做抛体运动，水平方向做匀速运动，即，A正确；由于运动过程中，篮球机械能守恒，由图可知，篮球从运动到的竖直位移大于运动到的竖直位移，在点的动能最大，在点的动能最小，则三个位置速度大小关系为，B、C错误；竖直方向由可得，运动时间，则篮球从运动到的时间大于运动到的时间，篮球在和位置时的速度与水平方向夹角为不相等，而动量的方向与速度方向相同，D错误．6．D电推进发动机工作时，推进力对系统做正功，系统的机械能增加，但系统所受合外力为0，系统的动量守恒，A错误；设惰性气体离子被加速后的速度为，时间内喷射惰性气体离子的质量为，则有，根据动量定理可得，联立可得，解得，B错误；离子加速，解得，C错误；电推进发动机需要每秒喷射惰性气体离子的质量约为，D正确．7．AD最大静摩擦力等于滑动摩擦力，最上面2颗棋子向右运动的最大加速度为，设最上面三颗棋子一起以的加速度向右加速运动时，水平力大小为，则，所以；当时，所有棋子均静止不动；对5颗棋子整体分析可得，水平面对第5颗棋子摩擦力向左，大小为，A正确；对上面4颗棋子分析可得第5颗棋子对第4颗棋子摩擦力大小为，B错误；当时，最上面3颗棋子作为整体，相对静止一起向右匀加速直线运动，下面的2颗棋子静止不动，对上面3颗分析，，C错误；当时，第3颗棋子和上面2颗棋子发生相对滑动，此时第3颗棋子以大于的加速度向右匀加速，上面2颗棋子以的加速度向右加速，而第4颗棋子不可能发生运动，因为第4颗棋子上表面受到的最大静摩擦力为，下表面受到的最大静摩擦力为，同理第5颗棋子也不可能运动，对第1、2颗棋子整体分析，，再对第1颗棋子分析，D正确．8．BC乙图中变力是木块对子弹的阻力，系统所受合外力为零，动量守恒，A错误；一对相互作用力的冲量大小相等，方向相反，B正确；两种情况由于系统有内能产生，机械能都不守恒；C正确；由于两种情况阻力对子弹做功不相等，D错误． 9．AC小球在竖直方向的分运动是自由落体运动，则：，小球在水平方向的分运动是匀速圆周运动，则：，解得，圆筒对小球的弹力提供球做匀速圆周运动的向心力，则：，结合选项可得：选项A、C正确．10．AC3号门板运动的位移等于，即，A正确；对3号门板用动能定理有，可得，B错误；若要实现三扇门恰好完全关闭，从开始到2、3号门板碰撞之前，对3号门用动能定理有，2、3号门板碰撞满足，此后对2、3号门板用动能定理有，得，C正确，D错误．11．（1）ABD（2分，少选得1分，错选不得分）（2）①B（2分）②B（2分）（3）①（2分）②（2分）解析：（1）探究影响通电导线受力的因素采用了控制变量法；探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系采用控制变量法；探究两个互成角度的力的合成规律采用等效替代法；探究加速度与物体受力、物体质量的关系采用控制变量法，故ABD正确．（2）①两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系．故选B．②根据，两球的向心力之比为，半径和质量相等，则转动的角速度之比为，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为．故选B．（3）①挡光杆经过光电门时的速度为，挡光杆的角速度的表达式为．②根据题意，由公式可得；结合图像有，解得．12．（1）5.980（2分）（2）（2分）（3）（2分）解析：（1）螺旋测微器的读数为．（2）小球经过最低点时的速度大小为，而，故；（3）小球由初始位置转动到最低点的过程中，有，即 ．13．解：（1）罐内的气体做等容变化，初态，末态根据查理定律可得（2分）解得（2分）对皮肤的压力为（2分）（2）拔罐完毕取下小罐，进入罐内的空气在，压强下体积为，初态罐内为，进入罐内的空气为，末态罐内为则（2分）（2分）则（2分）14．解：（1）从的最高点滑下到第一次进入水平面时速度大小分别为系统水平动量守恒，机械能守恒：（1分）（2分）解得（2分）（2）①以的速度冲上，刚好到点速度都为系统水平动量守恒，机械能守恒（2分）（2分）解得（2分）②法一：以的速度冲上，到点时以相对为的速度斜抛，以水平运动，刚好落在点，系统水平动量守恒，机械能守恒： （1分）以相对为的速度斜抛，落到的点，水平方向：竖直方向：解得（1分）所以，时小球能击中的台面．（1分）法二：以的速度冲上到点以与水平成角斜抛（水平分速度为，竖直分速度为），以水平运动，刚好落在点，系统水平动量守恒，机械能守恒：（1分）以的速度与水平成斜抛，落到的点，水平方向：竖直方向：（1分）因为离开点时相对的速度成解得所以，时小球能击中的台面．（1分）15．解：（1）物块从到过程有（2分）解得（1分）（2）设第一次碰撞后，的速度大小分别为，根据动量守恒有（1分）根据能量守恒有（1分）解得、（1分）由于是的中点，两物块碰撞后速度大小相等，则要使两物块仍在点发生第二次碰撞，则碰撞前， 在斜面上运动时间和在传送带上运动时间相等物块在斜面上运动的加速度大小因此物块在斜面上运动的时间（1分）物块在传送带上相对传送带运动的加速度因此物块在传送带上向右做匀减速运动的时间（1分）在传送带上向左运动的时间也为，根据对称性可知，物块在传送带上必须一直做加速运动，，因此传送带的速度必须大于等于．（1分）（3）第二次碰撞的位置仍在点，设第二次碰撞后，的速度大小分别为，根据动量守恒有根据能量守恒有（1分）解得（1分）在斜面上静止滑行时间到第一次碰撞时间在第一次碰撞后以返回到第二次碰撞前，在第二次碰撞后以返回到释放点（2分）从释放到第16次碰撞的时间（1分）